Kompleksnost, sámoorganizacija in emergenca(Sodobna kozmologija med fiziko in metafiziko, VI. predavanje)

Marko Uršič, Filozofija narave, FF, 2010

PONOVITEV: Ali obstajajo “spontane tendence”, “nagnjenja” <propensities> pri nastajanju kompleksnih struktur “kozmosfere”, ki vodijo k življenju?

Kaj in kako lahko sodobne teorije kaosa, kompleksnosti in emergence prispevajo k oblikovanju novega kozmološkega panteizma (tj., k “tretji poti” med teizmom in ateizmom)?

Gre za vprašanje, ali pa je tudi “neživa” narava v nekem globljem, nam še neznanem, a že od nekdaj slutenem pomenu vendarle “živa”, od nekdaj slutenem pomenu vendarle “živa”, prežeta z duhom, imanentnim kozmičnim logosom, morda tudi z vesoljnim télosom?

To vprašanje lahko razčlenimo na tri podvprašanja:1. Ali lahko nekaj “naravnega” spontano povzroči

sámo-sebe?2. Odkod izvira kompleksnost naravnih pojavov?3. Če kompleksnost sledi iz enostavnih pravil,

odkod izvirajo sama pravila?

“Mačje oko”, ena izmed t. i. planetarnih meglic

(posnetek teleskopa Hubble)

Definicije kompleksnosti

kompleksnost = zapleteno-prepletena struktura (vzorec, red) elementov ali delov nekega sistema/sestava.

Warren Weaver (1948): “kompleksnost nekega sistema je stopnja težavnosti v predvidevanju lastnosti tega sistema, če so dane lastnosti njegovih delov.”

Andrej N. Kolmogorov (1965): kompleksnost nekega sistema/sestava je dolžina najkrajšega algoritma, s katerim ga lahko popolnoma določimo/opišemo.

Kompleksnost kot množica različnih pravilnosti neke entitete

Murray Gell-Mann , odkritelj kvarkov, je v knjigi TheQuark and the Jaguar (1994) zapisal:

• “Mera, ki veliko bolje ustreza temu, kar običajno razumemo s kompleksnostjo tako v vsakdanjem kot v znanstvenem jeziku, se nanaša ne samo na dolžino najbolj natančnega opisa neke entitete (tj., v grobem na njeno algoritmično informacijsko vsebino), temveč na dolžino natančnega opisa

Stephen Wolframvsebino), temveč na dolžino natančnega opisa množice pravilnosti <regularities> te entitete. Tako bi imelo nekaj, kar je skoraj povsem naključno in kar nima praktično nobenih pravilnosti, efektivno kompleksnost blizu vrednosti nič. Ravno tako bi veljalo za nekaj, kar je popolnoma pravilno, kot je niz, ki ga sestavljajo zgolj ničle. Efektivna kompleksnost je lahko visoka samo v vmesni regiji med totalnim redom in popolnim neredom.” (podčrtal M.U., več gl. Daljna bližina neba, 421-22)

Stephen Wolfram : A New Kind of Science

(2002), detajl iz neskončno kompleksnega grafa

“celičnega avtomata” № 110, ki je “univerzalni Turingov

stroj” (razlago gl. v: Daljna bližina neba,

str. 430-38 in 489-94)

Kompleksnost kot rezultat sámoorganizacije

Paul Davies išče “tretjo pot” razlage nastajanja kompleksnosti v naravi, tako fizikalni kot biološki, tudi s pomočjo pojma “sámo-organizacije”. V Zlatolaskini uganki (2007, slov. prev. 2010) piše:

• “Drug možen evolucijski mehanizem je sámoorganizacija. Mnogi neživi sistemi razvijajo kompleksne vzorce in organizacijske strukture iz brezobličnih začetkov. To počnejo povsem spontano, brez variacij ali izbora v darvinističnem pomenu. Na primer, snežinke tvorijo značilne heksagonalne Paul Davies, pomenu. Na primer, snežinke tvorijo značilne heksagonalnevzorce. Nihče ne trdi, da obstajajo kaki geni za snežinko, a tudi tega ne, da jih je neposredno ustvaril kak razumen načrtovalec. Spontano se sámoustvarjajo in sámosestavljajo v skladu z matematičnimi pravili in fizikalnimi zakoni. […] To ne pomeni spodbijanja darvinizma, saj je morda v tem le delni razlog za evolucijski mehanizem. Toda manjkajoči člen ni kak vesoljni čarovnik, ampak naravni proces, ki se ravna po nekem še ne pojasnjenem načelu organizacije, izhajajočem iz fizikalnih zakonov.” (The Goldilock Enigma, str. 223-24, prev. in podčr. M.U.)

Paul Davies, fizik in filozof

Sámoorganizacija / sámoureditev v biosferi in “kozmosferi”

Živo bitje je organizem: v biosferi se “sámoorganizacija” organizmov (vrst oz. genotipov) dogaja pretežno v evolu-ciji, ki jo “vodi” naravni izbor k vse večji kompleksnosti.

Predpostavka naravnega izbora je “multiverzum” znotraj biosfere, tj. mnoštvo različnih, tudi neuspešnih evolucij-skih vej – se pravi: gre za preživetje tistih organizmov, ki so bolj prilagojeni svojemu naravnemu okolju.

Stuart A. Kauffman , znani sodobni teoretski biolog, postav-

Stuart A. Kauffman, teoretski biolog,

Stuart A. Kauffman , znani sodobni teoretski biolog, postav-lja (podobno kot fizik Paul Davies) naslednje vprašanje: ali je darvinistični naravni izbor res edini dejavnik sámo-organizacije in kompleksnosti živih bitij? – Ali pa obstajajo že v “sami snovi” neke dispozicije, neko “nagnjenje” k razvoju v kompleksne strukture/sisteme, tudi v žive in zavestne organizme?

Če vprašamo nekoliko drugače: ali ima morfogeneza živih bitij še kakšne druge, “apriorne” (tj. fizikalno-matematične, geometrijske) izvore poleg “kontingentnega” evolucijskega naravnega izbora? Poglejmo primere …

teoretski biolog, mislec kompleksnosti in sámoorganizacije

naravnega sveta

Dejavnik morfogeneze v biosferi ni samo naravni izbor, ampak so to tudi matematične (geometrijske) forme

D'Arcy Wentworth Thompson je v vplivni knjigi O rasti in formi (On Growth and Form, 1917) prvi pisal o fizikalnih (v osnovi matematičnih) temeljih biološke morfogeneze, in čeprav so sodobni biologi pretežno skeptični do njegovega “fizikalizma”, pa so nekateri prepričani, da geometrijske forme in zakonitosti vendarle vsaj do neke mere usmerjajo naravne procese.mere usmerjajo naravne procese.

Brian Goodwin, angleški biolog, znani kritik neodarvinisti-čnega redukcionizma poudarja, da “obstajajo nekateri temeljni vidiki forme organizmov, ki vztrajajo navkljub naravni selekciji, ne pa zaradi nje” (gl.: Philip Ball, str. 9).

Filozofi pa lahko v tem prepoznamo misel, da se v naravi “skriva” platonski svet idej (ali “form”), drugače rečeno, da se kompleksnost poraja v času (evoluciji) iz form, ki same niso časovne, ampak brezčasne, “večne” (namreč fizikalno-matematične forme, zakonitosti).

Ernst Haeckel : ogrodja mreževcev,

enoceličarjev v planktonu

(iz zoološkega atlasa Umetniške oblike

narave, 1904)

“Tapiserija narave se tke sama”

Philip Ball v zanimivi knjigi z naslovom Sámo-ustvarjena tapiserija, oblikovanje vzorcev v naravi(1999, 2. izd. 2004) navaja številne primere naravnih pojavov in/ali bitij, katerih kompleksna zgradba se oblikuje v “vmesni coni” med fiziko in biologijo.

• “Kompleksna oblika ne zahteva nujno organskega vira, a podobno ga niti geometrijska oblika ne izključuje” (Ball, op. cit., str. 4). – Torej ne le izključuje” (Ball, op. cit., str. 4). – Torej ne le fizikalna, ampak tudi živa narava tke svojo kompleksno “tapiserijo” vsaj deloma na osnovi matematičnih zakonitosti.

Že dolgo je znan pomen “zlatoreznega kota” 137,5°za phyllotaxis (red listov), tj. za razporeditev listov okrog stebla ali v cvetovih; seveda ima takšna razporeditev tudi evolucijski (funkcionalni) pomen, vendar imajo tovrstni vzorci “matematično strukturo, v kateri lahko zagotovo prepoznamo prstne odtise nekega delujočega fizikalnega mehanizma” (Philip Ball, op. cit., str. 105).

“Misterij oblikovanja vzorcev”

Paul Davies se v knjigi Vesoljni pravzorec (The CosmicBlueprint (1987, 2. izd. 2004) zavzema za “navzdolnjo vzročnost” <downward causality> ter premišljuje o morfogenezi kot “misteriju oblikovanja vzorcev” in ugo-tavlja, da je za znanost “pravi izziv pokazati, kako lahko lokalne interakcije izvajajo globalno ureditev” (str. 104).

Na primer: Kako lahko neke določene celice v zarodku “vedo”, da morajo postati krvne celice, druge pa, da “vedo”, da morajo postati krvne celice, druge pa, da morajo postati ledvične celice itd.? (ibid., 103).

Tudi Davies torej meni, da razvoja organizmov ni mogoče pojasniti zgolj z znanimi evolucijskimi “mehanizmi”. Ob tem domneva, da bi bila “možna rešitev v predpostavki, da je globalna raven nekako shranjena <stored> v samih poljih in da DNK deluje bolj kot sprejemnik kakor pa kot vir genetskih informacij” (ibid., 106). – Vsekakor zanimiva misel!

Povezava med morfogenezo v biosferi in rešitvijo kozmološke “Zlatolaskine uganke” po “tretji poti”

Če najdemo v biosferi neevolucijske, “matematične” dejavnike morfogeneze, potem le-ti izvirajo že iz “kozmosfere”, tj., gre za fizikalne in/ali matematične “pravzorce” <patterns, blueprints>, iz katerih se spontano oblikuje (“eksplicira”) oziroma sámourejakompleksna raznolikost tako nežive kot žive narave.

Nastajanje kompleksnih struktur v biosferi in kozmo-sferi je potemtakem dvosmeren proces:sferi je potemtakem dvosmeren proces:

1. “emergenca” (vznik) višjih ravni bivanja iz nižjih;

2. “navzdolnje povzročanje/učinkovanje” <downward causality> višjih ravni na nižje.

Če je ta proces res dvosmeren (in eo ipso holističen), potem za razrešitev “Zlatolaskine uganke” ne potrebujemo niti multiverzuma (kot ateisti oziroma “reduktivisti”), niti stvarnika (kot teisti) – “tretja pot” je kozmološki, evolucijski panteizem: Logos v Kozmosu.

Emergenca življenja, zavesti … duha?

emergenca <angl. emerge = vznikniti, pojaviti se, nastati>: “Izraz emergenca se običajno uporablja kot nasprotje redukcije. […] Čeprav emergentne značilnosti celote (ali kompleksa) nastajajo iz njenih delov in niso popolnoma neodvisne od njih, pojem emergence implicira, da gredo te značilnosti na nek pomemben in nov način preko (onstran) značilnosti posameznih delov.” (Olga Marki č, v zborniku Narava mentalnih pojavov, 2007) → holizem.

O emergenci se največ govori v zvezi z evolucijskim nastan-kom življenja (kako je življenje “vzniknilo” iz nežive snovi) “emergenca” kom življenja (kako je življenje “vzniknilo” iz nežive snovi) ter zavesti (kako se je zavest “vzdignila” iz življenja).

Stuart A. Kauffman v knjigi Ponovno odkrivanje svetega (Reinventing the Sacred, 2008) piše:

• “Preprosto dejstvo je, da smo ljudje (tj., vsaj mi, ljudje) zavestni. Imamo to izkustvo. Zavesti še ne razumemo. Vendar ni nobenega dvoma, da je resnična <real> v ljudeh in verjetno tudi v mnogih živalih. […] Karkoli je njen izvor, je zavest emergentna in resnična značilnost vesolja.” (Podčrtal M. U.)

“emergenca” metulja monarha

iz bube

“Zvezdno dete” iz Odiseje 2001